DE3535112A1 - Tibiaplateauteil einer kniegelenkendoprothese - Google Patents
Tibiaplateauteil einer kniegelenkendoprotheseInfo
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- A61F2/38—Joints for elbows or knees
Description
Die Erfindung betrifft ein Tibiaplateauteil einer Knie
gelenkendoprothese, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 beschrieben und durch offenkundige Vorbenutzung bekannt
geworden ist.
Das vorbekannte Tibiaplateauteil weist entweder eine oder
zwei tibiale Gleitflächen (davon eine lateral und die andere
medial) oder aber als vorzugsweise zusammenhängendes Bauteil
beide tibialen Gleitflächen auf.
Für den Fall, daß der Bandapparat des Patienten noch
gesund, die Kniegelenke aber verschlissen sind, wird regel
mäßig eine sogenannte Schlittenprothese indiziert sein, bei
welcher die Femurgleitflächen (kondyläre Gleitflächen) durch
kufenartige Stahlbauteile und die jeweilige tibiale Gleit
fläche durch ein Tibiaplateauteil ersetzt sind.
Tibiaplateauteile können grundsätzlich aber auch Bestand
teile einer Totalprothese bilden, zu deren Implantierung der
gesamte Bandapparat des Patienten reserziert wird.
Die natürliche tibiale Gleitfläche besteht aus fester
Knochensubstanz, der Kortikalis, die mit einer Knorpelschicht
überdeckt ist. Zur Implantierung eines Tibiaplateauteils
wird diese feste Kortikalis mitsamt der zumeist beschädigten
Knorpelschicht entfernt und das Implantat auf der so entstan
denen Tibia-Querschnittsfläche aufgesetzt. Die Tibia-Quer
schnittfläche besteht hierbei aus der randlich angeordneten
festen Kortikalis und aus der von ihr umschlossenen weicheren
Spongiosa.
Das eingangs beschriebene vorbekannte Tibiaplateauteil
weist zur Bildung der Gleitschicht eine in ihrer Oberflächen
gestalt etwa dem natürlichen Vorbild angepaßte Kunststoff
platte auf, welche unterseitig mit einer Armierung versehen
ist. Diese Armierung besteht aus einer völlig biegesteifen
Metallplatte, die unterseitig mit einer schmalen Befestigungs
rippe versehen ist, welche in die schlitzsartig ausgenommene
Spongiosa eingreifen soll. Das implantierte Tibiaplateauteil
stützt sich ausschließlich auf der von der Kortikalis gebil
deten Schnittfläche ab. Der Kräfteverlauf ist hierbei folgen
der: die femurseitig eingeleitete Gelenkkraft wird bei Be
nutzung des Knies über eine Rollgleitbewegung zwischen Femur
gleitfläche (bzw. Schlittenkufe) und Gleitfläche des Tibia
plateauteils auf letzteres übertragen. Da das vorbekannte
Tibiaplateauteil - jedenfalls bei der auftretenden physiolo
gisch bedingten Gelenkkraft - völlig biegesteif ist, wird
die Gelenkkraft ausschließlich auf die Kortikalis als rand
lichem Auflager übertragen, während die Spongiosa keine bzw.
nahezu keine Kraft aufnimmt. Die nichtbelastete Spongiosa
neigt hierbei zur Atrophie, wird also rückgebildet, so daß
unterhalb des Metallrückens des Tibiaplateaus ein Hohlraum
entsteht, welcher sukzessive mit Bindegewebsmasse ausgefüllt
wird, die bekanntlich weich ist. Es besteht also die Gefahr
einer Auslockerung der das Tibiaplateau haltenden und in der
Spongiosa sitzenden Befestigungsteile, die ihren Formschluß
mit der Spongiosa verlieren. Für den Fall einer zu schwachen
Kortikalis besteht bei Verwendung des vorbekannten Tibiapla
teaus außerdem die Gefahr einer Überbelastung, die bis zum
Bruch der Kortikalis führen kann.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen vorbekannten
Tibiaplateauteil, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Tibiaplateauteil zu schaffen, welches eine physiologische
Krafteinleitung in die von der Tibia gebildete Querschnitts
fläche gestattet. Diese Aufgabe wurde entsprechend dem Kenn
zeichenteil des Hauptanspruchs gelöst.
Entsprechend der Erfindung ist die Armierung, mit welcher
die Kunststoffplatte versehen ist, grundsätzlich so ausgebil
det, daß das Tibiaplateauteil durch die Gelenkkraft elastisch,
d.h. biegeelastisch, verformbar ist. Durch die biegeelastische
Verformbarkeit des Tibiaplateauteil wird die Grundvoraus
setzung geschaffen, daß nicht nur die randständig angeordnete
Kortikalis sondern ebenfalls die Spongiosa trägt, die Kortika
lis also entlastet wird. Allein die biegeelastische Verform
barkeit des Tibiaplateaus genügt hingegen nicht, da hiermit
die Gefahr einer unzulässigen Überschreitung der Spongiosa
spannung verbunden ist. Diese nachteiligen Erfahrungen wurden
nämlich mit einem nicht zum engeren Stand der Technik gehören
den, ausschließlich aus Kunststoff bestehenden Tibiaplateau
gemacht, welches wegen seiner Flexibilität den zentralen
Bereich der Spongiosa so stark belastete, daß die Spongiosa an
diesen Stellen mechanisch zerstört wurde. Es entstanden also
auch hierbei Hohlräume, die, ausgefüllt mit Bindegewebsmasse,
ebenfalls zu einer Überbelastung der Kortikalis und einer
Lockerung des Implantats führten.
Die Erfindung ist indes einen anderen Wege gegangen,
indem die Längsschnittfläche der Armierung, ausgehend von
den zur Auflage auf der Kortikalis bestimmten Randbereichen
des Tibiaplateauteils, in dessen Kontaktbereich mit der Spon
giosa nach Art eines Trägers gleicher Biegebeanspruchung
verläuft. Vorteilhaft wird hier ein Querschnittsverlauf der
Armierung gewählt, welcher bei einem für eine Einzellast
bestimmten Träger gleicher Festigkeit gewählt würde. Voraus
setzung für die erfindungsgemäße Armierung des Tibiaplateaus
ist es aber, daß diese so dimensioniert ist, daß bei Auftre
ten einer maximalen Gelenkkraft niemals die zulässige Spon
giosaspannung überschritten wird.
Mit der Erfindung ist es gelungen, ein Tibiaplateau
zu schaffen, welches eine gleichmäßige physiologisch verträg
liche Krafteinleitung sowohl in die Kortikalis als auch in
die Spongiosa gestattet. Die gleichmäßige Belastung der Spon
giosa in Form einer Schwellbelastung gewährleistet den Erhalt
der Knochensubstanz und hiermit den lockerungsfreien Sitz des
Implantats.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche
Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. Hierbei zeigt im einzelnen:
Fig. A zeigt in schematisierter Form einen Sagittal
schnitt durch ein Kniegelenk,
Fig. B zeigt das Kniegelenk gemäß Fig. A mit eingebauter
Schlittenprothese,
Fig. 1 zeigt als erstes erfindungsgemäßes Ausführungs
beispiel einen noch mehr schematisch angepaßten Sagittal
schnitt durch ein auf der Tibia aufliegendes Tibiaplateau
teil,
Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbei
spiel in Anlehnung an die Darstellung gemäß Fig. 1, jedoch
unter Weglassung der Tibia,
Fig. 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbei
spiel eines Tibiaplateauteils in Anlehnung an die Darstellung
gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen Sagittalschnitt in Anlehnung an Fig. B,
jedoch unter Weglassung des Femurs,
Fig. 5 eine Kunststoffhülse zur Befestigung des Tibia
plateauteils und
Fig. 6 einen Frontalschnitt eines zwei tibiale Gleit
flächen aufweisenden Tibiaplateauteils, welches entsprechend
dem grundsätzlichen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ausgebil
det und als Tibiaplateauteil auch für eine Totalprothese
geeignet ist.
In den Fig. A und B ist das Femur mit 10 bezeichnet.
In den Fig. A und B und in weiteren Zeichnungen ist die Tibia
mit 11 bezeichnet.
Femur 10 und Tibia 11 bestehen zentral jeweils aus rela
tiv weicher Knochensubstanz, der Spongiosa 12, 13, die von
einer recht harten Randschicht aus Kortikalis 14, 15 umhüllt
ist.
Der Bereich des Femur 10, welcher als konvexer Gelenk
bereich die Gelenkgleitfläche mit der Gelenk-Knorpelschicht 16
bildet, wird insgesamt als Kondyle bezeichnet und trägt die
Bezugsziffer 17. Jedes Femur 10 weist zwei Kondylen 17 auf.
Jede Kondyle 17 führt eine Rollgleitbewegung auf dem insgesamt
mit 18 bezeichneten Tibiaplateau aus, welches als Gleitschicht
ebenfalls eine Gelenkknorpelschicht aufweist, die mit 19
bezeichnet ist. Beim gesunden Kniegelenk ruhen die Gelenk
knorpelschichten 16, 19 auf relativ harten Kortikalisbe
reichen, wie aus Fig. A zu ersehen ist. Das gesamte Kniegelenk
gemäß Fig. A (auch gemäß Fig. B) wird von einem nicht darge
stellten natürlichen Bandapparat zusammengehalten.
Nachdem die natürlichen Gelenkschichten gemäß Fig. A
verschlissen waren, war unter der Voraussetzung eines noch
intakten Bandapparats die Implantierung einer Schlittenpro
these angezeigt. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, nur
eine Gelenkhälfte (unikondylär) oder beide Gelenkhälften
(bikondylär) zu behandeln. Gemäß Fig. B wurde die Knorpel
schicht 16 und ein Teil der kondylären Kortikalis 14 entfernt
und durch eine Metallkufe 20 ersetzt, welche mit Befestigungs
fortsätzen 21 in der femurseitigen Spongiosa 12 gehalten,
insbesondere einzementiert ist.
Bei der Tibia 11 wurde deren oberer Bereich einschließ
lich der Knorpelschicht 19 und die dort vorhandene Kortikalis
15 entfernt und auf die glatte Schnittfläche, welche eine
randlich durch Kortikalis 15 eingefaßte Spongiosa 13 dar
stellt, ein Tibiaplateauteil 22 aufgesetzt. Das in Fig. B
gezeigte Tibiaplateauteil 22 gehört zum Stand der Technik.
Es weist eine Kunststoffplatte 23 aus Polyäthylen auf, welche
auf einer relativ dicken Metallplatte 24 in nicht dargestell
ter Weise befestigt ist. An ihrer Unterseite weist die Metall
platte 24 einen bogenförmig gekrümmten rippenartigen Fortsatz
25 auf, der in einem entsprechend ausgebildeten Ausschnitt
innerhalb der tibiaseitigen Kortikalis 13 aufgenommen und dort
einzementiert ist. Insgesamt stellt das Tibiaplateauteil 22
eine völlig biegesteife Einheit dar, mit der Folge, daß nur
die randliche Kortikalis 15 trägt und die Spongiosa 13 keiner
lei Belastung aufnimmt. Infolge der fehlenden Schwellbelastung
verkümmert die Spongiosa 13 und es bildet sich unterhalb
der Unterfläche 26 der Metallplatte 24 mit der Zeit ein Hohl
raum aus, welcher durch weiche Bindegewebsmasse ausgefüllt
wird. Abgesehen davon, daß nur die Kortikalis 15 die Gelenk
kraft F aufnehmen muß, was gefährlich sein kann, wenn die
Kortikalis 15 zu schwach ausgebildet ist, lockert sich der
bogenförmige Fortsatz 15 innerhalb der athrophierten Spongiosa
13. Für den Fall eines übermäßigen und mit heftigem Verschiebe
schmerz einhergehenden Lockerns des Implantats ist eine Reope
ration angezeigt.
Die durch die Kortikalis gebildeten Auflager für das
Tibiaplateauteil sind in Fig. B und in den übrigen Figuren mit
15 a bezeichnet.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 ist innerhalb einer Kunststoffplatte 27, welche
oberseitig eine tibiale Gleitfläche 28 für eine femurseitige
Metallkufe bildet, eine etwa membranartige Armierung 29 aus
Stahlblech eingebettet. Die Kunststoffplatte 27 besteht aus
Polyäthylen und ist in sich flexibel. Durch die Armierung 29
erfährt die Kunststoffplatte 27 eine größere Biegesteifig
keit. Die Armierung 29 ist so ausgebildet, daß sie in der
Spongiosa 13 stets dieselbe Reaktionsspannung σ Sp hervor
ruft. Wenn also die Gelenkkraft F an einer ersten Stelle als
Gelenkkraft F 1 oder an einer zweiten Stelle als Gelenkkraft F 2
ansetzt, überträgt die Unterfläche 26 des Tibiaplateauteils 30
dieselbe Spannung, nämlich σ Sp = σ Sp phys = konstant. Dies
bedeutet, daß die durch die Gelenkkraft F über die Unterfläche
26 des Tibiaplateauteils 30 in die Spongiosa 13 eingeleitete
Spannung den physiologisch verträglichen Wert nicht überschrei
tet.
Die Folge der Anordnung gemäß Fig. 3 besteht darin,
daß nicht nur die Auflager 15 a der Kortikalis, sondern eben
falls die gesamte Schnittfläche S der Spongiosa 13 das Tibia
plateauteil 30 trägt, so daß die Spongiosa 13 aufgrund der
vorhandenen physiologischen Schwellbelastung erhaltenbleibt.
Die Spongiosa 13 kann deshalb auch eine dauerhafte Befesti
gungsstelle für Befestigungselemente bilden, welche als Be
standteile des Tibiaplateauteils von dessen Unterfläche 26
nach unten ragen.
Die Längsschnittfläche L der Armierung 29 ist so ausgebil
det, daß die Armierung 29 die Eigenschaften eines Trägers
gleicher Biegebeanspruchung bzw. die Eigenschaften eines
sogenannten Fischbauchträgers aufweist. Dieses wird beim
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch erzielt, daß die
Armierung eine Blechplatte gleichbleibender Stärke mit über
die Plattenerstreckung verteilten Perforationen 30, 31, 32
bildet, deren Perforationsweite von den Kortikalis-Auflagern
15 a bis zur Mitte Mi hin abnimmt. Partiell betrachtet, weist
also die Armierung 29 benachbart den Auflagern 15 a eine
geringere Biegesteifigkeit als in der Mitte auf. Insgesamt
gibt die Armierung 29 dem Tibiaplateauteil 30 aber die Eigen
schaften eines Trägers gleicher Festigkeit, mit der Folge,
daß auf dem gesamten Bereich der Spongiosa 13 eine konstante
Druckspannung übertragen werden kann.
Die gleichen Vorteile ergeben sich bei den Ausführungs
formen nach den Fig. 2 und 3, die isoliert, d.h. ohne die
modellhafte Darstellung der Tibia 11 gemäß Fig. 1, gezeigt
sind. Und zwar besteht die Armierung 25 gemäß Fig. 2 aus fest
oder gleitend miteinander verbundenen, aufeinandergeschichte
ten Armierungsplatten 34, 35, 36 unterschiedlicher Er
streckung, im vorliegenden Fall aus Metall. Die Armierungs
platten 34, 35, 36 sind so angeordnet, daß die Armierung 29 im
mittigen Bereich Mi, d.h. in dem von den Auflagern 15 a ent
ferntesten Bereich, die größte Dicke aufweist.
Auch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist einen
ähnlichen Aufbau auf. Hier besteht die Armierung 29 aus einem
etwa bikonvexen bzw. flachlinsenförmigen Körper, der sich aus
einzelnen geeigneten Fasern, beispielsweise aus Kohlenstoffa
sern, zusammensetzt.
Die Tibiaplateauteile 30 entsprechend den Fig. 2 und
3 ergeben somit ebenfalls Körper mit den Eigenschaften eines
Trägers gleicher Biegebeanspruchung.
Die Armierungen 29 sind in jedem Fall so ausgebildet,
daß sie eine Durchbiegung der Kunststoffplatte 27, die auch
in ihrer Längsmittelebene x geteilt sein kann, zulassen, die
Ausbildung der Biegespannung jedoch so modifizieren, daß bei
Auftreten einer bestimmten Gelenkkraft F überall auf der
Schnittfläche S der Spongiosa 13 jeweils dieselbe Druckspan
nung auftritt, was in Fig. 1 durch die mir 64 bezeichnete
gestrichelte Linie versinnbildlicht ist.
Außerdem läßt es die Armierung 29 auch zu, die Biege
steifigkeit (etwa durch Ausbildung und Anzahl der Perforati
onen beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1) so zu variieren,
daß Spongiosabereiche unterschiedlicher Elastizitätsmoduli
berücksichtigt werden können.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel entsprechend Fig.
4 ist die Armierung 29 entsprechend Fig. 1 mit unterschied
lich weiten Perforationen 31, 32, 33 versehen, welche über die
gesamte Fläche der etwa membranartig aussehenden Armierung 29
gleichmäßig verteilt sind.
Die oberseitige Kunststoffschicht 38, welche auch die
tibiale Gleitfläche 28 ausbildet und die untere Kunststoff
schicht 39, welche die Anlage- bzw. Unterfläche 26 für die
Spongiosa 13 bildet, stellen zwei gesondert hergestellte
Kunststoffkörper 38, 39 dar. Der obere Kunststoffkörper 38
umgreift hierbei den nach unten einwärts gebogenen Rand 40 der
Armierung 29 mit einer relativ geringen, eine Schnappver
rastung bewirkenden Hinterschneidungsfläche 41.
Die Unterfläche 26 des unteren Kunststoffkörpers 39
ist mit einer oberflächenvergrößernden Struktur in Form von
schwalbenschwanzförmig hinterschnittenen Nuten 42 versehen.
Die die Schnittfläche S der Spongiosa 13 überlagernde Unter
fläche 26 kann zementlos aufgelagert sein, wobei sich mit
der Zeit ein biologischer Verbund mit den hinterschnittenen
Nuten 42 ergibt.
Zur Befestigung des Tibiaplateauteils 30 ist eine Be
festigungsschraube 43 vorgesehen, welche oben einen Schrauben
kopf mit unterseitig kreisringförmiger Anlagefläche 44 auf
weist. In üblicher Weise besitzt der Schraubenkopf einen
oberseitig zugänglichen Innensechskant 45. Unterhalb der
kreisringförmigen Anlagefläche 44 und von dieser distanziert
weist die Befestigungsschraube 43 einen Außengewindeabschnitt
46 auf, der mit einem Innengewindeabschnitt 47 einer im oberen
Bereich einer Kunststoffhülse 49 verankerten Gewindehülse 48
zusammenwirkt.
Unterhalb des Außengewindeabschnitts 46 ist die Schraube
43 von einem axial relativ langen außen glatten kreiszylindri
schen Gleitschaft 50 fortgesetzt. Der Gleitschaft 50 ist
mit Gleitpassung in einer hohlzylindrischen Gleitfläche 51
der Kunststoffhülse 49 aufgenommen. Unterhalb der unteren
Stirnseite des Gleitschaftes 50 umgibt die hohlzylindrische
Gleitfläche 51 einen axial freien Hohlraum 52. Die Kunststoff
hülse ist nur an ihrer der kreisringförmigen Anlagefläche 44
zugewandten Stelle offen, ansonsten aber ringsum geschlossen.
Die Implantierung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung
verläuft in dem hier interessierenden Zusammenhang im wesent
lichen wie folgt: es wird die Kunststoffhülse 49 in die Spon
giosa 13 eingesetzt, z.B. einzementiert. Für den Fall, daß
die Kunststoffhülse 49 nicht lediglich mit Ringrippen 53
und Ringnuten 54 versehen ist, sondern Schneidgewinderippen
55 aufweist, ist es auch möglich, die Kunststoffhülse 49,
die darüber hinaus noch konisch ausgebildet ist, in die Spon
giosa hineinzuschrauben. Hierzu weist die Kunststoffhülse
49 gemäß Fig. 5 auch einen Betätigungsschlitz 56 für die
Klinge eines Schraubendrehers auf.
Nachdem die Kunststoffhülse 49 implantiert ist, wird
der untere Kunststoffkörper 39, welcher bereits mit der Ar
mierung 29 schnappverrastet sein kann, mit einem bundhülsenar
tigen Fortsatz 57 (Zentrierung) in die obere Öffnung der
Kunststoffhülse 49 eingesetzt. Sodann wird die Schraube 43
durch den bundhülsenartigen Fortsatz 57 hindurch und in die
Kunststoffhülse 49 hineingeführt sowie mit der Gewindehülse 48
verschraubt. Anschließend wird lediglich noch der obere Kunst
stoffkörper 38 aufgerastet, der mit einem Zapfen 58 in den
Innensechskant 45 der Befestigungsschraube 43 und mit einer
Vielzahl von Einzelzapfen, die Schnappzapfen sein können, in
die Perforationen 31-33 und 37 eingreift.
Die Anordnung Kunststoffhülse 49 / Befestigungsschraube
43 gemäß Fig. 4 und 5 entspricht hinsichtlich einer Kraftein
leitung der Anordnung gemäß der DE-PS 33 34 058. Die Gewinde
abschnitte 46/47 entsprechen hierbei dem Festlager und die
Bereiche 50, 51, 52 dem Loslager. Unmittelbar unterhalb der
Gewindehülse 48 ist ein nicht bezeichneter umlaufender Frei
raum vorgesehen. Die Anordnung 49/43 ist insbesondere auch
geeignet, Scherkräfte zu übertragen.
Die vom Tibiaplateauteil 30 gesonderten Befestigungsele
mente 43, 49 schaffen während der Operation für den unikondy
lären Fall folgende Vorteile:
Man kann zunächst in der ausgewinkelten Stellung des
Knies, und zwar trotz des bei intaktem Bandapparat engen
Zwischenraums, die Bohrung zur Halterung der Kunststoffhülse
49 einbringen. Man setzt sodann die Kunststoffhülse 49 ein und
schiebt das relativ flach bauende Tibiaplateauteil 30 seitlich
ein. Schließlich wird die Schraube 43 eingesetzt und - eben
falls nach seitlichem Einführen durch den engen Zwischenraum
in Bandapparat hindurch - die obere Kunststoffplatte 38 auf
klipst.
Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform mit einem zwei
tibiale Gleitflächen 28 aufweisenden Tibiaplateauteil 30
besitzt einen Doppel-Armierungskörper 29, dessen grundsätz
licher Aufbau dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht.
Der Doppelarmierungskörper besteht praktisch aus zwei einzel
nen Armierungskörpern 29 gemäß Fig. 3, die über eine dünne
Verbindungszone 63 stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Jedes einzelne Tibiaplateauteil 30 weist übrigens in der
Draufsicht die Kontur einer etwas abgeflachten Halbkreisfläche
auf. Im Falle der Fig. 6 sind zwei Befestigungstellen 59, 60
innerhalb der Spongiosa 13 vorgesehen, die ähnlich oder gleich
der in Fig. 4 und 5 gezeigten ausgebildet sein können. Für den
Fall, daß das in Fig. 6 dargestellte Tibiaplateau 30 Bestand
teil einer Totalprothese sein sollte, wird statt der Befesti
gungsstellen 59, 60 eine größere zentrale Befestigungsstelle
61, die gestrichelt dargestellt ist, verwendet. Auch die
Befestigungsstelle 61 ist ähnlich oder gleich der in Fig. 4
bzw. 5 dargestellten Befestigungsstelle ausgebildet. In Fig. 6
sind der mediale Bereich mit m und der laterale Bereich mit l
bezeichnet.
Ergänzend erwähnt werden soll noch, daß alle Kunststoff
oberflächen, ggf. auch die Gleitflächen 28, keramisch oder
metallisch, insbesondere mit Titan, beschichtet sein können,
was nicht dargestellt ist.
Claims (20)
1. Tibiaplateauteil einer Kniegelenkendoprothese, mit
mindestens einer homogenen tibialen Gleitfläche, die ober
seitig einer Kunststoffplatte gebildet ist, deren Biegesteifig
keit mittels einer flächig angelegten Armierung vergrößert
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschnittfläche (L)
der Armierung (29), ausgehend von den zur Auflage auf der
Kortikalis (15) bestimmten Randbereichen (bei 15 a) des Tibia
plateauteils (30), in dessen Kontaktbereich (bei S) mit der
Spongiosa (13) nach Art eines Trägers gleicher Biegebean
spruchung verläuft, wobei das Tibiaplateauteil (30) durch die
Gelenkkraft (F; F₁, F₂) elastisch verformbar ist.
2. Tibiaplateauteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Armierung aus Einzelelementen, wie zum
Beispiel aus Granulaten, Fäden, Fasern oder Drähten, besteht
oder aus diesen Einzelelementen zusammengesetzt ist.
3. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der Armierung (29) und/
oder das formlich bedingte Biegewiderstandsmoment einerseits
mit der Entfernung von den Auflagern, insbesondere von den
randlichen Auflagern (15 a) des Tibiaplateaus (30), zunimmt,
andererseits aber an die bereichsweise unterschiedlichen
Elastizitätsmoduli der Spongiosa (13) angepaßt ist.
4. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (29) eine plan- oder
bikonvexe Querschnittsfläche aufweist (Fig. 3).
5. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (29) aus geschichte
ten Armierungsplatten (34, 35, 36) unterschiedlicher Er
streckung besteht und in ihrem von den Auflagern (15 a) ent
ferntesten Bereich (Mi) die größte Dicke aufweist (Fig. 2).
6. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (29) aus einer
Platte gleichbleibender Stärke mit über die Plattenerstreckung
verteilten Werkstoffschwächungsstellen, wie zum Beispiel Perfo
rationen (31, 32, 33, 37) besteht, deren flächenspezifische
Anzahl und/oder Weite mit der Entfernung von den Auflagern
(15 a) abnimmt (Fig. 1; Fig. 4).
7. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (29) zwischen einer
oberseitigen, die tibiale Gleitfläche (28) bildenden Kunst
stoffschicht (38) und einer unterseitigen, die Anlagefläche
(26) mit der Kortikalis (15) und der Spongiosa (13) bildenden
unterseitigen Kunststoffschicht (39) eingebettet und gehalten
ist.
8. Tibiaplateauteil nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die oberseitige (38) und die unterseitige (39)
Kunststoffschicht durch Umspritzung der Armierung (29) inner
halb eines Kunststoffspritzgießwerkzeuges entstanden sind.
9. Tibiaplateauteil nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die oberseitige Kunststoffschicht und die unter
seitige Kunststoffschicht zwei gesonderte die Armierung (29)
zwischen sich haltende Spritzgußteile, nämlich einen oberen
(38) und einen unteren (39) Kunststoffkörper, bilden.
10. Tibiaplateauteil nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß oberer Kunststoffkörper (38), Armierung (29) und
unterer Kunststoffkörper (39) formschlüssig aneinander gehal
ten und der die tibiale Gleitfläche (28) tragende oberer
Kunststoffkörper (38) und auch gegebenenfalls die Armierung
(29) auswechselbar am unteren Kunststoffkörper (39) befestigt
sind.
11. Tibiaplateauteil nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß oberer Kunststoffkörper (38) und gegebenenfalls
die Armierung (29) schnappverrastend am unteren Kunststoff
körper (39) gehalten sind.
12. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis
11, gekennzeichnet durch mindestens eine sich im wesentlichen
senkrecht zur Haupterstreckung des Tibiaplateaus (30) er
streckende Befestigungsschraube (43), welche oben einen
Schraubkopf mit unterseitig kreisringförmiger Anlagefläche
(44), unten daran anschließend einen Außengewindeabschnitt
(46) und, sich wiederum unten an den Gewindeabschnitt (46)
anschließend, einen außen glatten kreiszylindrischen Gleit
schaft (50) aufweist, wobei Gewindeabschnitt (46) und Gleit
schaft (50) der Befestigungsschraube (43) in eine nur an ihrer
oberen Stirnseite offene Kunststoffhülse (49) eingreifen, die
sowohl ein Innengewinde (47) für den Außengewindeabschnitt
(46) als auch eine hohlzylindrische Gleitfläche (51) für den
Gleitschaft (50) der Befestigungsschraube (43) aufweist.
13. Tibiaplateauteil nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß im oberen Bereich der Kunststoffhülse (49) ein
metallener Innengewindering (48) zur Aufnahme des Außengewin
des (46) der ebenfalls aus Metall bestehenden Befestigungs
schraube (43) gehalten ist.
14. Tibiaplateauteil nach Anspruch 12 oder nach Anspruch
13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Kunststoff
hülse (49) mit einer oberflächenvergrößernden Struktur (53,
54; 55) versehen ist.
15. Tibiaplateauteil nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die oberflächenvergrößernde Struktur durch
Ringnuten (54) und Ringrippen (53) gebildet ist.
16. Tibiaplateauteil nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die oberflächenvergrößernde Struktur aus Gewinde
rippen, insbesondere aus Schneidgewinderippen (55), besteht.
17. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die alle Kunststoffober
flächen, gegebenenfalls auch die tibiale Gleitfläche (28),
keramisch oder metallisch, insbesondere mit Titan, beschichtet
sind.
18. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 7 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß der als Anlagefläche mit der
Spongiosa (13 bei S) bestimmte Bereich der unterseitigen Kunst
stoffschicht (bei 26) mit einer oberflächenvergrößernen Struk
tur, insbesondere mit hinterschnittenen Nuten (42), wie zum
Beispiel mit Nuten (42) schwalbenschwanzförmigen Querschnitts,
versehen ist.
19. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 6 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsplatte (29;
Fig. 4) gleichbleibender Stärke sich im wesentlichen parallel
zur tibialen Gleitfläche (28) konkav entsprechend dem natür
lichen Vorbild oder eben erstreckt.
20. Tibiaplateauteil nach einem der Ansprüche 1 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß bei von Befestigungselementen
(43, 49) für das Tibiaplateau gebildeten, im Spongiosabereich
(bei S) liegenden zusätzlichen Auflagern, die Biegesteifigkeit
der Armierung (29) im Bereich dieser zusätzlichen Auflager
verringert ist.
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